一種添加稀土La和Sc優化鎂合金性能的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種添加稀土 La和Sc優化鎂合金性能的方法，具體涉及Μη_4%Α1合金性能優化技術領域。
【背景技術】
[0002]鎂合金尤其是Μη_4%Α1合金具有比強度和比剛度高、導熱導電性好、阻尼減振、電磁屏蔽、易于加工成型等優點，被譽為“21世紀綠色工程材料”。鎂-鋁系合金是目前應用最為廣泛的鎂合金系列，該系列鎂合金室溫組織主要為α-Μη和β-Μη17Α112相，其中β相常以離異共晶的形式呈網狀分布于晶界處，對合金的耐腐蝕性能和塑性極為不利。向Mn-Al系列鎂合金中添加一定量的稀土元素不僅可細化基體組織，使β_Μη17Α112相以細小彌散形態分布；同時還可提高合金高溫抗蠕變性能、耐腐蝕和阻燃性能。但是，在合金凝固過程中生成的鋁稀土相以針狀或桿狀形態沿晶界分布；而且通過固溶等熱處理手段也不能有效改變其形態和分布。以針狀形態存在的稀土相，對Mn合金基體產生很強的割裂作用，當合金受力時，易引起應力集中，對合金強韌性十分不利。對變形鎂合金而言，其鑄態組織對后續加工工藝影響較大，若能對其鑄態組織進行有效控制，則可望得到更為理想的性能。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題:提供一種添加稀土 La和Sc優化鎂合金性能的方法，能夠使Μη-4%Α1合金中的β _Μη17Α112相以細小彌散形態分布，提高合金的強度和塑性，以克服現有技術的不足。
[0004]本發明的技術方案:
一種添加稀土 La和Sc優化鎂合金性能的方法，在Μη-4%Α1合金鑄態溫度為760V時加入稀土 La和Sc元素,所述稀土 La元素以質量分數計為1%,所述稀土 Sc元素以質量分數計為1%，余量為Μη-4%Α1合金,采用常規的冶煉方式進行冶煉。
[0005]所述的稀土元素La以中間合金的方式添加，該中間合金為Mn-La合金。
[0006]所述的稀土元素Sc以中間合金的方式添加，該中間合金為Mn-Sc合金。
[0007]本發明的有益效果:
本發明通過在鑄態Μη-4%Α1合金加入La和Sc以后，會使合金基體組織結構發生變化，產生了彌散分布的LaSc新相。根據Orowan機制，彌散均勻分布的第二相質點在塑性變形過程中會阻礙位錯的運動，從而產生顯著的強化作用，同時顆粒相的質點對基體的割裂作用小，不易在基體造成應力集中，因此又能改善合金的塑性。
[0008]【附圖說明】:
圖1為Μη-4%Α1合金組織圖；
圖2為只添加La后的Μη-4%Α1合金組織圖；
圖3是添加La和Sc以后Μη-4%Α1合金組織圖。
[0009]【具體實施方式】:
實施例:
本發明用原料為純 Mn(99.99%)、純 Al (99.99%)，配制 Mn_4%Al_l%La、Mn-4%A 1-1 %La-1 %S c系列鎂合金。配料時分別以Mn_La、Mn_Sc中間合金形式向合金中添加La、Sc元素，配料過程中考慮了合金元素的燒損率。合金在電阻爐中，采用低碳鋼坩堝進行熔煉，過程中采用C02、SF6混合氣體作為保護氣體。當電爐溫度升到400°C飛00°C時，加入純鎂和純鋁塊，配制Mn-4%A1合金，在760°C時加入Mn-Sc、Mn-La中間合金，等中間合金熔化后攪拌靜置15min，在730°C澆入溫度為280°C的金屬鑄型中，鑄成Φ 15mmX 150mm的試棒。為了消除取樣位置對晶粒大小的影響，所有試樣均在試棒同一部位取樣。試樣經粗磨、細磨和拋光后，采用4%硝酸酒精溶液浸蝕，侵蝕時間1s左右。采用Olympus H2-UMA型金相采集系統，對合金的鑄態組織進行觀察。
[0010]從圖1中可知，Mn -3%A1合金室溫組織主要為α -Mn和β _Μη17Α112相，其中β相常以離異共晶的形式呈網狀分布于晶界處。
[0011]從圖2和圖3可以看出，只添加La時，合金中已沒有網狀的β_Μη17Α112相出現，而是以細小的點狀或不規則的塊狀存在而且數量較少，同時合金中出現了較多的針桿狀新相；而La、Sc同時加入時合金中出現了黑色的球塊狀相，此時針狀相已不能明顯的觀察到，β -Μη17Α112相被打散呈點狀或不規則的塊狀彌散分布。
【主權項】
1.一種添加稀土 La和Sc優化鎂合金性能的方法，其特征在于:在Mn-4%A1合金鑄態溫度為760°C時加入稀土 La和Sc元素,所述稀土 La元素以質量分數計為1%,所述稀土 Sc元素以質量分數計為1%，余量為Mn-4%A1合金，采用常規的冶煉方式進行冶煉。
2.根據權利要求1所述的一種添加稀土La和Sc優化鎂合金性能的方法，其特征在于:所述的稀土元素La以中間合金的方式添加。
3.根據權利要求2所述的一種添加稀土La和Sc優化鎂合金性能的方法，其特征在于:所述的中間合金為Mn-La合金。
4.根據權利要求1所述的一種添加稀土La和Sc優化鎂合金性能的方法，其特征在于:所述的稀土元素Sc以中間合金的方式添加。
5.根據權利要求2所述的一種添加稀土La和Sc優化鎂合金性能的方法，其特征在于:所述的中間合金為Mn-Sc合金。
【專利摘要】為了能夠使Mn-4%Al合金中的β-Mn17Al12相以細小彌散形態分布，提高合金的強度和塑性，本發明公開了一種添加稀土La和Sc優化鎂合金性能的方法，在Mn-4%Al合金鑄態溫度為760℃時加入稀土La和Sc元素，所述稀土La元素以質量分數計為1%，所述稀土Sc元素以質量分數計為1%，余量為Mn-4%Al合金，采用常規的冶煉方式進行冶煉。
【IPC分類】C22C1-02, C22C1-03, C22C23-00
【公開號】CN104651641
【申請號】CN201410291095
【發明人】張亞薈
【申請人】張亞薈
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2014年10月8日